view in publisher's site

Comparative study of block copolymer-templated localized surface plasmon resonance optical fiber biosensors: CTAB or citrate-stabilized gold nanorods

Highlights•An optical fiber LSPR biosensor via diblock copolymer-templated AuNRs monolayer was reported.•PS-b-PV4P-templated citrate-AuNR film led to higher RI sensitivity than that of PS-b-PAA-templated CTAB-AuNR film.•PS-b-PV4P-templated biosensor exhibited better spectral characteristics than polyelectrolyte and APTES-based biosensors.•PS-b-PV4P-templated biosensor exhibited an excellent response to human IgG with LOD of 0.6 nM.AbstractBlock copolymer (BCP) brush-like layer absorbed on optical fibers are shown to address the longstanding challenge of forming dense and well-dispersed gold nanorods (AuNRs) films on highly curved surface, allowing the development of real-time localized surface plasmon resonance (LSPR) biosensors for antigen-antibody interaction. This method requires only solution-based manufacturing processes and a plasma cleaning step to self-assemble AuNRs with various aspect ratios on the optical fibers. Because AuNRs capped with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) have been problematic for biosensing applications due to their cytotoxicity and displacement difficulty in the construction of biosensors, citrate-stabilized AuNRs were prepared from CTAB-stabilized AuNRs via surfactant exchange. For comparison, both a poly(styrene)-b-poly(acrylic acid) (PS-b-PAA) BCP template with CTAB-stabilized AuNRs and a poly(styrene)-b-poly(4-vinyl pyridine) (PS-b-P4VP) BCP template with citrate-stabilized AuNRs were employed for the fabrication of the optical fiber biosensor. The LSPR spectral analysis results demonstrate that the sensitivity of the sensor produced by the PS-b-P4VP templating method was 1.5 times better than that of the sensor produced by the PS-b-PAA templating method, which was due to the improved surface coverage and reduced aggregation of nanoparticles. The detection limit of the PS-b-P4VP-templated sensor for human IgG was 0.6 nM. Furthermore, for citrate-stabilized AuNRs, the PS-b-P4VP templating method also led to a better surface morphology and higher sensitivity as compared to the standard particle absorption methods using alkoxysilanes or polyelectrolytes on identical fibers. The simplicity of the fabrication process and the far superior optical performance of the PS-b-P4VP-templated LSPR optical fiber sensor illustrate the ability to regulate the detection range by tuning the aspect ratios of the AuNRs, and demonstrate its application prospects as a real-time biosensor without cytotoxicity.

مطالعه مقایسه‌ای زیست حسگرهای فیبر نوری تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده با پوشش کوپلیمر: نانوذرات طلای پایدار شده با سیترات یا CTAB

نکات برجسته * یک حسگر زیستی با فیبر نوری LSPR از طریق تک لایه کوپلیمر قطعه‌ای AuNRs گزارش شده‌است. فیلم سیترات - AuNR پوشیده شده با زمان PS - b - PV۴P منجر به حساسیت RI بالاتری نسبت به فیلم CTAB - AuNR پوشیده شده با زمان PS - b - PAA شد. حسگر زیستی مبتنی بر سلول PS - b - PV۴P ویژگی‌های طیفی بهتری را نسبت به بیوسنسورهای مبتنی بر پلی الکترولیت و APTES نشان داد. حسگر زیستی صفحه گذاری شده با PS - b - PV۴P، یک پاسخ عالی به igG انسانی با LOD از کوپلیمربلوک (BCP)۰ / ۶nM.Abst - لایه برس مانند جذب‌شده بر روی فیبرهای نوری نشان داد که به چالش طولانی‌مدت تشکیل فیلم‌های متراکم و پراکنده طلا (AuNRs)بر روی سطح بسیار خمیده، اجازه می‌دهد که تعامل پلاسمون سطحی واقعی (LSPR)برای بیوسنسورهای زیستی ایجاد شود. این روش تنها نیازمند فرایندهای تولید مبتنی بر راه‌حل و یک مرحله تمیزکاری پلاسما برای AuNR های خودمونتاژی با نسبت‌های ابعاد مختلف بر روی فیبرهای نوری است. از آنجا که AuNRs های پوشیده شده با ستیل تری متیل آمونیوم برومید (CTAB)به دلیل سمیت سلولی و دشواری جابجایی در ساخت بیوسنسورها، برای کاربردهای بیواستینگ مشکل‌ساز شده‌اند، AuNRs های پایدار شده با سیترات از AuNRs های پایدار شده با CTAB از طریق تبادل سورفکتانت تهیه شدند. برای مقایسه، هر دو الگوی پلی (استایرن)- بتا پلی (آکریلیک اسید)(PS - b - PAA)BCP با AuNRs تثبیت‌شده با CTAB و پلی (استایرن)- بتا پلی (۴ - وینیل پیریدین)(PS - b - P۴VP)BCP با AuNRs تثبیت‌شده با سیترات برای ساخت حسگر زیستی فیبر نوری به کار گرفته شدند. نتایج تجزیه و تحلیل طیفی LSPR نشان می‌دهد که حساسیت سنسور تولید شده توسط روش الگوبرداری PS - b - P۴VP ۱.۵ برابر بهتر از حساسیت سنسور تولید شده توسط روش الگوبرداری PS - b - PAA بود، که به دلیل بهبود پوشش سطحی و کاهش تجمع نانوذرات بود. حد تشخیص سنسور PS - b - P۴VP برای igG انسانی ۰.۶ nM بود. علاوه بر این، برای AuNRs های پایدار شده با سیترات، روش الگوبرداری PS - b - P۴VP منجر به مورفولوژی سطح بهتر و حساسیت بالاتر در مقایسه با روش‌های جذب ذرات استاندارد با استفاده از آلکوکسی سیلان‌ها یا پلی الکترولیت در فیبرهای یک‌سان می‌شود. سادگی فرآیند ساخت و عملکرد نوری بسیار برتر سنسور فیبر نوری LSPR پوشیده شده با زمان PS - b - P۴VP، توانایی تنظیم دامنه تشخیص با تنظیم نسبت‌های ابعاد AuNRs را نشان می‌دهد و چشم اندازه‌ای کاربردی آن را به عنوان یک حسگر زیستی زمان واقعی بدون سمیت سلولی نشان می‌دهد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • ترجمه مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • مقاله مهندسی برق و الکترونیک
  • ترجمه مقاله مهندسی برق و الکترونیک
  • مقاله Materials Chemistry
  • ترجمه مقاله Materials Chemistry
  • مقاله شیمی مواد
  • ترجمه مقاله شیمی مواد
  • مقاله Metals and Alloys
  • ترجمه مقاله Metals and Alloys
  • مقاله فلزات و آلیاژ
  • ترجمه مقاله فلزات و آلیاژ
  • مقاله Condensed Matter Physics
  • ترجمه مقاله Condensed Matter Physics
  • مقاله فیزیک ماده چگال
  • ترجمه مقاله فیزیک ماده چگال
  • مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • ترجمه مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
  • ترجمه مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
  • مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • ترجمه مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • ترجمه مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • مقاله Instrumentation
  • ترجمه مقاله Instrumentation
  • مقاله دستگاهش
  • ترجمه مقاله دستگاهش
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.